煤矿用输送带着火原因和防治措施

裴增昀

(晋能控股煤业集团有限公司 晋华宫矿， 山西 大同 037016)

输送带着火事故是带式输送机最严重的事故，也是带式输送机伤人事故中伤亡人数最多的事故。经统计，仅在1984—1995年12年间，煤矿发生了11次重特大输送带着火事故，261人遇难[1-5]. 2015年11月20日鸡西杏花煤矿输送带着火事故，造成22人遇难[6]. 2020年9月27日重庆松藻煤矿发生的输送带着火事故，导致16人遇难、42人受伤，直接经济损失2 501万元。惨重的教训告诫我们决不能忽视输送带发生火灾的潜在危险，同时还要认识到输送带着火还可能诱发瓦斯煤尘爆炸。为保护矿工生命安全，保证煤矿安全生产，应全面掌握引发输送带着火的各种风险因素，并采取防治措施，杜绝同类事故的发生。

1 输送带着火事故的原因分析

火灾发生的三要素是可燃物、热源和氧气，其中氧气在井下是正常存在的。对于带式输送机来说，可燃物是输送带，热源(也称火源)有3个方面：1) 输送带打滑摩擦生热，这是输送带着火的主要原因，占输送带着火事故的80%以上[7]，主要是输送机负载过大、输送带松弛、输送带卡阻等原因造成。2) 外部火源，主要有电气焊火花、电气设备着火、电缆失爆着火、输送带摩擦易燃物(煤粉、矸石、木材、棉纱等) 引起易燃物高温或起火。3) 其他火源，主要是液力偶合器喷油着火。当有足够的热量和热容量的火源作用在输送带上并达到着火温度时，输送带就会发生燃烧。输送带着火事故树的分析见图1.

图1 输送带着火事故树

从图1可以看出，不合格输送带(非阻燃或阻燃性能不合格)进入煤矿现场是着火的内因，其他因素是着火的外因。

1.1 输送带着火内因分析

对输送带使用前必须进行检测的认识不足是不合格输送带进入现场的根本原因。必须按《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)的规定使用阻燃性能和抗静电性能符合标准的阻燃输送带，即使用具有煤矿矿用产品安全标志证书(以下简称煤安证)的输送带，在使用前还应按安监总规划[2012]99号文《煤矿在用安全设备检测检验目录(第一批)》的规定，委托专业安全生产检测检验机构(以下简称检验机构)试验合格后方可使用。1995年12月5日，大屯煤电公司姚桥煤矿使用非阻燃输送带造成了27人遇难的输送带着火事故[8]，以及重庆松藻煤矿输送带着火事故，均为输送带入井使用前未进行阻燃试验，阻燃性能不合格。

目前，少数煤矿尤其是小型煤矿对输送带使用前进行检验的认识还存在着不足，认为所购买的输送带具有煤安证，肯定满足安全需求，无需在使用前再花较大的检验费用进行检验。因此，使用前不做检验或为了应付上级检查只对个别或部分输送带进行检验。那么为什么有了煤安证在使用前还要进行检验呢？主要原因是厂家获得安标证送检的是样带，批量生产时个别厂家存在着偷工减料、配方与工艺不合理等问题，使得输送带阻燃性能严重下降[9].

某检验机构在10多年的时间里，为煤矿输送带使用前检验了1万余条，检验出近200条不合格输送带[10]. 2011年6月至12月，国家安全监管总局对部分阻燃输送带生产厂家进行了检查，对现场评审不合格且限期整改复评仍达不到要求的5个生产厂家的31个产品，撤销了煤安证。对存在使用无安全标志带芯、检验人员能力达不到要求、缺少检验设备、安全标志标识使用不规范等问题的17个生产厂家的196个产品，暂停其安全标志。在检查中还发现个别厂家存在检验记录弄虚作假的现象[11].

因此，使用前再次委托检验机构试验是防止不合格输送带进入现场的最后一道防线。

1.2 输送带着火外因分析

从事故树分析中可以看出，现场、技术、安全措施和设备使用等的管理不到位是火源产生的根本原因。下面列举几个案例来说明这一问题。

电气焊火花着火：1990年5月8日，鸡西小恒山矿造成80人遇难的输送带着火事故，就是由气焊飞溅火花引燃输送带造成的[5]. 1986年11月24日，山东山家林煤矿在更换漏斗进行烧焊任务后遗留大量烧焊火渣未予处理引燃输送带，导致24人遇难[3]. 这两起事故都存在安全技术措施不完善、不贯彻、不落实的问题。

电缆失爆着火：1984年8月10日，内蒙扎赉诺尔灵泉矿十一井的备用采区，因电缆有“鸡爪子”、“羊尾巴”、“明接头”失爆起火引起输送带火灾，造成23人遇难[3]. 诸如电气设备着火引起输送带着火的案例也有许多，这里不再列举。

回程托辊卡死着火：前述重庆松藻煤矿输送带着火事故，在-63.3 m标高处回程托辊卡死并被输送带磨穿形成破口，破口内部沉积粉煤，磨损严重的输送带与回程托辊滑动摩擦产生高温和火星，点燃回程托辊破口内积存粉煤。司机发现输送带异常后电话通知地面集控中心停机，静止的输送带被引燃，阻燃性能不合格的输送带和煤混合一起燃烧。

输送带摩擦煤矸着火：前述姚桥煤矿输送带着火事故，清扫工未把掉在底输送带下面的矸石清除就提前升井，输送机运行时底带与之摩擦，当换班输送机停运后，热量积聚的高温矸石烘烤输送带并点燃了输送带，着火的输送带又引燃了停放在皮带机道上的4车新输送带，扩大了火势，造成27人遇难。1995年5月4日，龙口矿务局某矿某皮带巷的一段出现冒顶，由于此处使用木棚支护还有底鼓，巷道断面小清理浮煤困难，未认真清理造成局部浮煤堆积，输送带运行时底带摩擦浮煤造成浮煤燃烧，当换班输送机停运后，燃烧的浮煤引燃了输送带，造成了经济损失[12].

油介质液力偶合器着火：1979年12月7日，河南跃进煤矿西翼皮带下山带式输送机由于超负荷运行造成滚筒打滑，液力偶合器易熔塞不合格，提高了易熔塞温度，导致高温油迅速膨胀喷出燃烧，引燃了输送带和附近电缆，造成18人遇难[13]. 2000年11月30日，山东南屯煤矿中央胶带机巷第二部带式输送机两台驱动电机中的一台电机输出轴断裂，使液力偶合器电机侧失去支撑，而另一台电机仍继续带着输送机运行，失去支撑的液力偶合器在滚筒带动下高速偏心旋转并于滚筒发生碰撞而破碎，透平油甩出被摩擦火花点燃，引燃了第二部输送带(非阻燃带)并全部燃尽，由于救灾及时未造成人员伤亡[14].

2 输送带着火事故的防治措施

根据上述事故原因分析，结合输送带着火案例[1-6]的主要原因和目前现场的管理状况，从管理、技术层面谈一谈防治措施。

2.1 管理措施

2.1.1输送带使用前必须进行检测

煤矿对每批和每种输送带使用前均要进行检测，最大限度地减少和消除事故隐患。为了加强使用前检验工作的落实，国家应急管理部于2020年11月20日颁布的新版《煤矿重大事故隐患判定标准》(2021年1月1日实施)中做了强制性的规定：带式输送机的输送带入井前未经过第三方阻燃和抗静电性能试验，或者试验不合格入井，确定为重大事故隐患。

2.1.2管控好外部火源

1) 严格规范井下电气焊动火作业。每次作业前必须按照《规程》相关规定编制安全技术措施，经审批后并严格贯彻和实施。

2) 管控好电气火源。井下供电必须做到使用防爆电气设备，对供电系统要进行选型设计和整定，不能超负荷运行，各种保护齐全完好，做到“十不准”、“三无”、“四有”、“两齐”、“三全”、“三坚持”这些安全要求，可防止各种电气事故的发生或不扩大其范围。定期测定高压电网单相接地电容电流，其值要满足或采取措施后满足《规程》的要求，使电缆接地电弧电流有较好的自熄灭条件。

3) 加强矸石、浮煤与煤尘的清理工作，防止输送带与之摩擦使之高温或燃烧点燃输送带。

4) 管控好其他火源。虽然近十几年水介质液力偶合器已经成熟和使用，但《规程》仍规定限矩型液力偶合器严禁使用可燃性传动介质。对于使用油介质的调速型液力偶合器必须有良好的外循环系统和完善的超温保护装置。

2.1.3建立完善的应急管理措施

1) 对安装在不同地点的带式输送机，应分别制定一套具体的、可操作的、安全的输送带着火事故现场处置方案，并付诸于演练使之落地。通过演练使救灾指挥者和现场工作人员掌握输送带灭火的具体方案方法、注意事项、避灾路线，熟悉消防设施和各种灭火器材的使用以及存放地点，防止一旦出现事故就措手不及。如前述鸡西小恒山输送带着火事故，在灭火时工人不会使用灭火器，未能扑灭气焊飞溅火花引燃的胶条使事故扩大；内蒙扎赉诺尔灵泉矿输送带着火事故，井下救灾指挥者和工人在救灾过程中，由于指挥失误、措施不当，使火区产生火风压，造成风流逆转，在灾区救火的23人来不及撤出全部遇难；姚桥煤矿输送带着火事故中，遇难人员不会正确选择避灾路线，都是迎风往着火的方向向副井撤离，在途中吸入了一氧化碳中毒遇难，若沿着新风井的进风路线撤离，一个人也不会遇难。

2) 消防设施、灭火器材齐全完好，自救器完好有效。

a) 必须按GB50383-2016《煤矿井下消防、洒水设计规范》设计井下消防洒水系统，并保持水管经常有水并且水量、水压满足要求。尽可能将消防水池水位、重要控制阀、加压泵的运行状态等纳入井下安全监控系统。

b) 机头、机尾的灭火器材(灭火器、沙箱、铁锹等)要按有关规定配置。在前面提到的输送带着火事故中，有几起事故是因无消防洒水系统或有而无水或有水无消防胶管，不配置灭火器材，贻误了灭火最佳时机使火灾扩大。

c) 下井必须配带自救器并能熟练使用，自救器要完好有效，并坚定执行报废制度。前述重庆松藻煤矿输送带着火事故，煤矿没有按规定统一管理、发放自救器，工人在逃生过程中打开压缩氧自救器有的没有氧气，是失效的。

2.1.4抓好隐患排查，做好设备维检

隐患的及时发现和治理是避免输送带着火的前提，维护检修是使设备安全运行、保护装置有效运行的手段，对损坏的输送带、托辊要及时修补和更换。手拉手交接班能及时反映设备的运行现状和存在的问题，以便当下解决，不带病运行。教育员工不睡岗、不“三违”。在前述的案例中，这几个方面未落实也是导致火灾事故发生的原因之一。

2.2 技术措施

保护装置和监测监控系统应齐全可靠、有效运行。煤矿井下带式输送机按规定应该装有一套井下保护装置和一套井上监控系统，前者是按《规程》的规定安装的，后者是按AQ 1029—2019《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》的规定安装的，二者是独立的，提高了输送机安全运行的可靠性。当然监测监控系统只有报警功能没有停机和灭火功能。

在现场，少数煤矿存在着保护装置少装、失效和安装位置不正确的现象。对于安装位置不正确的主要是：打滑保护装置(电感式)和温度传感器二者位置错装，温度传感器探头、自动洒水装置喷头安装位置不正确。打滑保护装置应装在改向(从动)滚筒处，温度传感器应装在驱动滚筒处，同时探头、喷头的位置应按厂家说明书或上级主管部门的要求安装。少装主要体现在：1) 不装自动洒水装置。在保护装置中，温度、烟雾和自动洒水装置构成了降温灭火系统功能，在报警、停机的同时自动洒水降温、灭火。少数煤矿尤其是小型煤矿对阻燃带的阻燃性认识有欠正确，认为既然是阻燃带它就不燃烧，因此没有必要安装自动洒水装置，只安装温度、烟雾用来报警停车即可。为了更好地理解输送带阻燃性，参考有关文献并结合MT/T 914—2019《煤矿用织物整芯阻燃输送带》，对输送带进行阻燃性试验：a) 滚筒摩擦试验,检验输送带抗摩擦生热发火的能力。在规定的时间内，输送带应为不可燃(不产生火花或被点燃)，同时滚筒表面温度不超过325 ℃. b) 酒精喷灯燃烧试验,检验输送带的自熄性能。当移去火焰温度为960 ℃的酒精喷灯时，在规定的时间内能自行熄灭。c) 丙烷巷道燃烧试验,检测输送带不延燃性。故输送带阻燃性是指输送带在摩擦热作用下不燃烧，或者在撤离火源后能自行熄灭并不易自行蔓延。然而煤的热自燃温度是350°，当输送带使用和维护不当、使用不合格阻燃带、检验检测温度误差大等原因，滚筒表面温度超过325°时就可能引燃输送带上或接触到的煤炭或煤粉，输送带在外部热源影响下仍可能参与燃烧并蔓延。因此输送带的阻燃化并非不燃化，这一点在认识输送带阻燃性上至关重要。2) 主要运输巷道中的输送机不装输送带张力下降保护装置。认为安装了打滑保护就不用安装输送带张力下降保护装置，打滑保护是在输送带严重过载、机头压煤、卡住，以及出水煤或输送带清扫不干净、滚筒包胶及输送带磨损严重使摩擦系数降低情况下，带速降到额定带速50%～70%时动作停机。而张紧装置张紧力不够时导致牵引力下降，即使不出现前面的几种情况，若带速在额定带速70%～100%，打滑保护并不动作，就会出现输送带长时间打滑的现象。1989年8月23日，某矿在输送机试运转过程中，因张紧装置故障导致张力下降保护装置失效，输送机松弛打滑摩擦着火，造成15人遇难。失效主要是指对保护装置不重视，甚至不试验不维护，导致个别保护失效处于摆设状态。前述重庆松藻煤矿输送带着火事故，保护装置就不起作用，即失效。

为保证保护装置和监测装置有效运行，国家应急管理部于2020年11月20日颁布的新版《煤矿重大事故隐患判定标准》(2021年1月1日实施)中做了强制性规定：输送带防打滑、跑偏、堆煤等保护装置或者温度、烟雾监测装置失效的，确定为重大事故隐患。

2.3 应用智能化技术，提高防火灾水平

使用智能带式输送机是今后的发展方向，随着带式输送机智能化关键技术的逐步突破，其智能控制技术、智能实时监控及故障诊断系统都得到了长足发展，二者融合程度已不断成熟。目前，部分煤矿带式输送机的智能化程度较高，已取得了较好的效果。尤其是个别矿井已安装使用智能巡检机器人技术，效果较好。智能巡检机器人装有视频摄像头、红外摄像头、烟雾传感器、环境监测传感器等多种监视监测装置，与目前只在机头、机尾处固定安装的保护装置和监测监控传感器相比，具有巡回、全线整机的实时在线监视功能，尤其是能够监视全线的胶带跑偏、撕裂故障和托辊的运转状态，能够沿线巡检巷道的烟雾、温度状况以及检测分析易燃、有毒危险气体等，实现了对带式输送机全线运行故障和环境监测的超前预判、预警。

3 结 语

煤矿各级管理人员和岗位从业人员要从思想上高度认识输送带着火事故的严重性和危害性，熟知引发输送带着火的各种因素。在技术措施上，做到保护装置和监控系统齐全、有效，推进智能化技术的应用。在管理措施上，必须坚持输送带使用前检验；管控好电气焊等外部火源；以一分安排九分落实的管理理念做好日常维护检修工作确保设备完好；参照国家安全生产应急救援中心提供的《矿井火灾事故应急处置及救援工作要点》，对每部输送机建立符合实际、可操作的灭火应急措施并进行演练；保证井下消防洒水系统完备、有效。坐实管风险、治隐患这两道防火墙，消除引发输送带着火的各种隐患，以杜绝输送带着火事故的发生，确保煤矿安全生产。